JP6047571B2 - 拡張可能な移植片 - Google Patents

Description

［関連出願の相互参照］
本願は、２０１１年８月１６日に出願された米国仮特許出願第６１／５２３，９８１号の出願日の利得を主張するものであり、その開示内容は、参照することによって、ここに含まれるものとする。

［発明の分野］
本発明は、拡張可能な移植片およびこのような移植片の挿入のための工具に関する。さらに詳細には、本発明は、互いに向き合ったプレートを有する拡張可能な脊椎移植片であって、これらのプレートが楔部材および該プレートに設けられた隆起面によって拡張可能になっている、拡張可能な脊椎移植片に関する。移植片の移植に用いられる挿入器具、および該挿入器具を利用する方法も開示されている。

一般的な変性脊椎疾患、例えば、脊椎の椎間板の慢性変性は、患者にかなりの苦痛および不快さをもたらすことがある。場合によっては、この種の疾患は、外科的介入によって治療される必要がある。このような外科的介入の例として、移植片または他の同様の装置を用いることによって、疾患した椎間板を置換し、可能であれば、関連する椎体を融合させる手術が含まれる。特定の用途では、互いに隣接する椎体は、それらの椎体を固定した状態で保つために、移植片を介して、ネジ配置によって、および／または骨グラフト材料を用いることによって、融合される場合がある。このような装置が用いられる例示的な兆候として、制限されるものではないが、例えば、脊髄狭窄、椎間板の高さが不十分な変性椎間板疾患、椎間板ヘルニア、脊椎すべり症、後方すべり症、および椎間板性背痛が挙げられる。

疾患した椎間板を置換し、かつ融合をもたらす場合、適切な間隔が椎体間に保持されることを確実にする必要がある。換言すれば、いったん移植片または同様の装置が互いに隣接する椎体間に配置されたなら、該移植片または装置は、切除された椎間板を介してすでに維持されている（例えば、その自然な状態にある）間隔を十分再現するべきである。この目的を果たすために、種々の拡張可能な移植片が設計されてきている。従って、外科医は、特定の椎間移植片の高さを調整することによって、椎体間の自然の間隔または任意の所望の移植片高さと一致するように、移植片の高さを手術中に適合させることが可能である。これによって、様々な患者の多様な解剖学的制約に適合させるのに必要な異なる移植片の数を減らすことができる。

しかし、拡張可能な移植片のいくつかの部品、例えば、その一部をなすプレートは、伸張または移植時に、捻じれ力および／または圧縮力を受けることがある。場合によっては、移植片の拡張部材が、これらの力に対抗するためにプレートを互いに整合して保つのに役立つことがある。加えて、プレートに作用する捻じれ力の影響を阻止するために、ロッドまたは支持バーが用いられてきている。

拡張可能な椎間移植片の種々の形態が知られているが、改良された拡張可能な移植片であって、移植中に拡張可能であると共に、拡張可能な移植片のプレートを互いに整合させて保つための構造をもたらす、改良された拡張可能な移植片が必要とされている。

本発明の第１の態様は、内外面を備える上下プレートを有する拡張可能な椎間移植片であって、内面は、互いに向き合っており、各々、隆起面および隆起面に隣接して配置された凹部を有している拡張可能な椎間移植片を提供している。アクチュエータが、上下プレートの内面間に位置しており、第１および第２の拡張部材が、アクチュエータに連結され、上下プレートの内面間に位置している。一部の例では、第１および第２の拡張部材は、各々、そこから外方に延在する少なくとも１つの垂直突起を有している。アクチュエータの互いに反対の方向の回転によって、第１および第２の拡張部材をアクチュエータの長軸に沿って互いに向かう方および互いに離れる方に移動させ、その結果、長軸と直交する垂直軸に沿って互いに向かう方および互いに離れる方への上下プレートの移動をもたらすようになっているとよい。また、上下プレートが垂直軸に沿って移動している間に、第１および第２の拡張部材の少なくとも１つの垂直突起は、上プレートまたは下プレートの隆起面に隣接する凹部の１つ内に少なくとも部分的に受け入れられ、かつ案内されるようになっているとよい。

第１の態様の実施形態では、第１および第２の拡張部材は、各々、少なくとも１つの横方向突起を備えていてもよく、横方向突起は、上下プレートの各々の隆起面に隣接して位置する対応する横方向長孔内に受け入れられるようになっているとよい。アクチュエータは、第１および第２のネジ付き部分を備えていてもよく、第１および第２のネジ付き部分は、第１および第２の拡張部材のネジ山に係合するように構成された互いに逆向きのネジ山を有しているとよく、これによって、アクチュエータが回転すると、第１および第２の拡張部材は、アクチュエータの長軸に沿って互いに反対の方向に移動するようになっているとよい。

本発明の第２の態様では、内外面を有する上下プレートを備える拡張可能な椎間移植片であって、内面は、互いに向き合っており、各々、隆起面を有している拡張可能な椎間移植片が提供されている。アクチュエータが、上下プレートの内面間に位置しているとよく、第１および第２の拡張部材が、アクチュエータに連結され、上下プレートの内面間に位置しているとよい。第１および第２の拡張部材は、各々、外方に延在する少なくとも１つの突起を有する水平部分を有しているとよい。アクチュエータの互いに反対の方向の回転によって、第１および第２の拡張部材の水平部分を、アクチュエータの長軸に沿って互いに向き合う方および互いに離れる方に隆起面に沿って直線移動させ、その結果、長軸と直交する垂直軸に沿って互いに向き合う方および互いに離れる方への上下プレートの移動をもたらすようになっているとよく、水平部分の突起は、上下プレートが垂直軸に沿って移動するとき、各隆起面に隣接して位置する少なくとも１つの横方向長孔内に受け入れられるようになっているとよい。

第２の態様のいくつかの実施形態では、上下プレートの内面は、各々、それぞれの隆起面に隣接する凹部を備えていてもよく、第１および第２の拡張部材は、各々、垂直軸に沿った上下プレートの移動中に凹部内において直線運動するように構成された垂直部分を備えていてもよい。他の実施形態では、第１および第２の拡張部材の水平部分は、そこから延在する少なくとも第１および第２の突起を有しており、第１の突起は、上プレートの隆起面に隣接して位置する横方向長孔内に受け入れられるようになっており、第２の突起は、下プレートの隆起面に隣接して位置する横方向長孔内に受け入れられるようになっている。横方向長孔は、各々、端末部分を備えていてもよく、第１および第２の突起は、第１および第２の拡張部材の互いに離れる方への移動を妨げるために、端末部分と相互作用するように構成されているとよい。

本発明の主題およびその種々の利点は、添付の詳細な図面を参照して以下の説明を読むことによって、より十分に理解されるだろう。

本発明の一実施形態による拡張可能な移植片の収縮形態（図１Ａ）および拡張形態（図１Ｂ）を示す、該移植片の斜視図である。 図１Ａおよび図１Ｂの移植片の断面図である。 図１Ａおよび図１Ｂの移植片の露出した状態にある上プレートおよび下プレートを、それぞれ、関連するプレートと並んで示される伸張機構と共に示す図である。 拡張可能な移植片の移植、取外し、および伸張に用いられる器具の斜視図である。 移植片に取り付けられた状態にある図４Ａおよび図４Ｂの器具の斜視図である。 移植片を移植するように設定された図４Ａおよび図４Ｂの器具の斜視図である。 移植片を伸張するように設定された図４Ａおよび図４Ｂの器具の斜視図である。 移植片から取り外されるように設定された図４Ａおよび図４Ｂの器具の斜視図である。 本発明による拡張可能な移植片の他の実施形態の分解図である。 それぞれ、収縮した配置および拡張した配置にある図９の移植片の斜視図である。 図１０Ａ−１０Ｂの移植片の断面図である。 それぞれ、図９の移植片の下プレートおよび上プレートの分解図である。 本発明の一実施形態による代替的な拡張可能な移植片の斜視図（図１３Ａ）および該移植片と共に用いられる伸張機構の分解図（図１３Ｂ）である。 図１３Ａの移植片の断面図である。 図１３Ａの移植片のプレートの１つの分解図である（他のプレートは、図示されているプレートと鏡面対象になっている）。

本発明の好ましい例示的な実施形態を図面に関して説明する際、明瞭にするために、専門用語が用いられることになる。しかし、本発明は、本明細書に用いられるどのような特定用語にも制限されることを意図しておらず、各特定用語は、同様の目的を果たすために同様に機能する全ての技術的な同意語を含んでいることを理解されたい。例えば、「上（ｔｏｐ）」および「下（ｂｏｔｔｏｍ）」という用語が本明細書に用いられるが、このような用語は、単に便宜的に用いられているにすぎず、開示される種々の移植片は、いくつかの方位に配置されてもよいことが見込まれており、このような空間的な用語が当てはまらない場合がある（例えば、逆になる場合がある）。

図１Ａ〜図３Ｂを参照すると、一部の例では椎間移植片として用いられる拡張可能な移植片１０の一実施形態が示されている。拡張可能な移植片１０は、概して、（１）互いに向き合って位置する上下プレート２０，５０と、（２）上下プレート２０，５０間に配置されたロッドまたは軸８０と、（３）（例えば、移植中に）上下プレート２０，５０の傾斜面２２，５２のそれぞれに接触し、移植片１０を拡張するための拡張部材１００，１０２と、を有している。使用中、移植片１０は、例えば、図４Ａおよび図４Ｂに示されている器具１２０のような器具を用いることによって、互いに隣接する椎体間に挿入され、拡張されるようになっている。このシステムは、外科医、看護婦、または他の熟練の施術者（以下、ユーザーと呼ぶ）に対して、例えば、種々の変性疾患に有効となるように意図された介入手術に用いられる改良された拡張可能な移植片１０をもたらすことになる。

図１Ａおよび図１Ｂを参照すると、上下プレート２０，５０は、外側骨接触面２４，５４およびこれらの外面２４，５４と反対側の内面２６，５６を備えている。一実施形態では、外側骨接触面２４，５４は、使用中に骨と係合するための歯、ノッチ、鋸歯、キール、または他の骨貫通特徴部２８，５８を備えている。上下プレート３０，５０の端は、一実施形態において、移植片１０の移植を容易にするために、テーパ３１，６１が付されている。上プレート２０は、図１Ａに示されているように、例えば、骨内成長を容易にするためにまたは他の生体適合性材料を受け入れるために、多数の細長開口３０も備えている。一部の例では、図３Ａおよび図３Ｂにそれぞれ示されているように、上プレート２０は、４つの細長開口３０を備える一方、下プレート５０は、２つの細長開口３０しか備えていなくてもよい。また、図２Ａおよび図２Ｂに示されているように、別の組の開口３４，６４が、ポスト３６とナット３８との構造体を受け入れるために、プレート２０，５０に形成されている。一実施形態では、上プレート２０の開口３４は、下プレート５０の開口６４の細長の特徴と比較して、略細くなっており、これによって、開口６４におけるポスト３６の運動を案内し、この運動を容易にすることができる。プレート２０，５０の各々は、一実施形態において鳩尾状に形作られた突起４０，７０も備えている。

図３Ａおよび図３Ｂにそれぞれ示されている上下プレート２０，５０の内面２６，５６は、各々、プレート２０，５０の中心の各側に傾斜面２２，５２を備えている。具体的には、図３Ｂを参照すると、下プレート５０は、開口６４を有する隆起中心７２を備えており、該隆起中心７２の両側が傾斜面５２になっている。このような面５２は、プレート５０のそれぞれの端から隆起中心７２に延在する方向に傾斜している。同様に、図３Ａを参照すると、上プレート２０は、開口３４を有する凹部中心４２を備えており、該凹部中心４２の両側が傾斜面２２になっている。さらに、このような面２２は、プレート２０のそれぞれの端から凹部中心４２に延在する方向に傾斜している。従って、プレート２０，５０の傾斜面２２，５２は、一実施形態では、図３Ａおよび図３Ｂに示されているように、互いに向かって収束している。

プレート２０，５０の傾斜面２２，５２は、以下に詳細に説明するように、拡張部材１００，１０２を案内するために、隣接する側壁４４，７４によって囲まれている。さらに、（１）隆起中心部７２は、砂時計状構造８２を収容するための切欠き７８を備えており、（２）各プレート２０，５０の一端は、軸８０の一部を収容するための半円筒状切欠き２９，５９を備えており、（３）鳩尾状突起４０，７０は、各々、軸８０の他の部分を受け入れるための半円筒状開口２５，５５を備えている。また、プレート２０，５０の内面２６，５６は、軸８０を収容するための溝２７，５７も備えている。

図３Ａおよび図３Ｂをさらに参照すると、軸８０は、プレート２０，５０間に位置するようになっており、砂時計状部材８２を備えている。また、第１および第２のネジ付き区域８４，８６は、砂時計状部材８２の両側に配置されている。これらの区域８４，８６は、互いに逆向きの右ネジ山および左ネジ山を有している。換言すれば、一例として、ネジ付き区域８４は、砂時計状部材８２の一方の側に位置し、左ネジ山を備えており、ネジ付き区域８６は、砂時計状部材８２の反対の側に位置し、右ネジ山を備えているとよい。

また、拡張部材１００，１０２が、軸８０に配置されている。このような部材１００，１０２は、各々、ネジ付き区域８４，８６の１つを受け入れるための雌ネジ付き孔（図示せず）を備えている。いくつかの実施形態では、拡張部材１００，１０２は、上下面１０８，１１０を備えている。これらの上下面１０８，１１０は、傾斜面２２，５２と反対に傾斜すると共に、互いに反対に傾斜している。換言すれば、図２Ａおよび図２Ｂに詳細に示されているように、拡張部材１００，１０２の上面１０８は、上プレート２０の傾斜面２２に同一平面をなして着座するように傾斜しており、拡張部材１００，１０２の下面１１０は、下プレート５０の傾斜面５２に同一平面をなして着座するように傾斜しているとよい。従って、拡張部材１００，１０２の上下面１０８，１１０は、楔を形成することになる。

軸８０の一端には、係合ナット９０が設けられており、軸８０の他端には、停止ナット９４が設けられている。係合ナット９０および／または停止ナット９４は、いずれも、軸８０にねじ込まれた別の部品であってもよいし、またはいくつかの実施形態では、軸８０と一体に形成されていてもよい。係合ナット９０は、器具１２０の一部への取付けのために、その外面に隆線または鋸歯９６を備えており、停止ナット９４は、拡張部材１００，１０２の一部と相互作用するための滑らかな拡大外面を備えている。一実施形態では、係合ナット９０の隆線は、トルクス（Ｔｏｒｘ）構造をもたらすものであるとよい。

移植片１０を組み立てるために、まず、上下プレート２０，５０が、内面２６，５６を互いに向き合わせて、互いに対向して配置されるとよい。拡張部材１００，１０２、係合ナット９０、および停止ナット９４を備えるように予め組み立てられた軸８０が、プレート２０，５０間において溝２７，５７内に配置されるとよい。この配置構成において、図２Ａおよび図２Ｂに示されているように、拡張部材１００，１０２の上面１０８は、上プレート２０の傾斜面２２に係合し、拡張部材１００，１０２の下面１１０は、下プレート５０の傾斜面５２に係合する。さらに、係合ナット９０は、鳩尾状突起４０，７０の半円筒上開口２５，５５によって包囲され、停止ナット９４は、半円筒状開口２９，５９によって包囲される。（一部の例では、拡大ヘッド３２を備える）ポスト３６の端が下プレート５０の開口６４内に収容されるとよく、各開口６４の停止面６５によって、ヘッド３２が開口６４を完全に通り抜けるのが妨げられることになる（図２Ｂ）。ポスト３６の（一部の例では、ネジ山を備える）他端が、上プレート２０の開口３４内に配置され、開口３４内に収容されたナット３８に係合されるとよい。従って、プレート２０，５０は、ポスト３６を介して互いに接続されており、これによって、図２Ａおよび図２Ｂの進行過程に詳細に示されているように、下プレート５０の開口６４内のヘッド３２の運動を介する移植片１０の拡張が可能になる。

プレート２０，５０が前述のように一緒に接続され、かつ非拡張状態にある場合（図１Ａ、図２Ａ）、下プレート５０の隆起中心区域７２は、上プレート２０の凹部中心区域４２内に収容されており、内面２６，５６の周囲が互いに接触している。さらに、軸８０の砂時計状部材８２は、下プレート５０の切欠き７８内に位置している。さらに、切欠き７８内に延在する突起７７が、砂時計状部材８２の一部と係合しており、これによって、軸８０をプレート２０，５０の長軸に沿って安定にしている（図３Ｂ）。

この配向において、軸８０の一方向の回転によって、（例えば、軸８０の両端に向かう）拡張部材１００，１０２の対応する外方移動が生じ、軸８０の反対方向の回転によって、（例えば、砂時計状部材８２に向かう）拡張部材１００，１０２の内方移動が生じることになる。拡張部材１００，１０２のこのような移動は、プレート２０，５０の傾斜面２２，５２と相互作用し、図２Ａおよび図２Ｂに示されているように、（例えば、椎間腔内における）移植片１０の対応する拡張または収縮をもたらすことになる。具体的には、概して、軸８０の両端に向かう拡張部材１００，１０２の移動によって、このような部材１００，１０２がプレート２０，５０の傾斜面２２，５２上をずり上がり、これによって、移植片１０の拡張をもたらすことになる。さらに、拡張部材１００，１０２の上下面１０８，１１０が前述したように傾斜しているので、プレート２０，５０の移動は、略均一である。換言すれば、移植片１０の拡張時に、それぞれの面がプレート２０，５０の外側骨接触面２４，５４に沿って引き込まれても、このような面は、（傾斜面２２，５２に対して同一平面をなす拡張部材１００，１０２の上下面１０８，１１０によって）、互いに対して略同一方位を保つことになる。また、一実施形態では、前述の面（従って、外側の骨接触面２４，５４）は、互いに前湾角度で配置されることも考慮されている。これによって、もし互いに隣接する椎体の前湾が存在したとしても、該前湾に適切に対応することができる。このような前湾角度は、移植片１０の拡張時にも維持されることになる。

移植片１０の前述の拡張中に、軸８０が溝２７，５７内において回転し、具体的には、（１）砂時計状部材８２が切欠き７８内において回転し、（２）係合ナット９０が半円開口２５，５５内において回転し、（３）停止ナット９４が半円状開口２９，５９内において回転することになる。さらに、前述したように、軸８０の回転時におけるネジ付き区域８４，８６の互いに逆向きのネジ山によって、拡張部材１００，１０２は、互いに向かう方または互いに離れる方（すなわち、互いに反対の方向）に移動することになる。拡張部材１００，１０２のこのような移動は、係合ナット９０および停止ナット９４、および砂時計状部材８２によって制限されるようになっている。加えて、移植片１０の拡張中、拡張部材１００，１０２は、内面２６，７６の側壁４４，７４によって安定にされ、ポスト３６が、移植片１０の過剰な拡張を制限し、および／または阻止することになる。実際、拡張部材１００，１０２がプレート２０，５０を互いに離れる方に移動させると、図２Ｂに示されているように、ポスト３６のヘッド３２が停止面６５に接触するまで、ヘッド３２がプレート５０の細長開口６４内において摺動することになる。従って、ポスト３６は、移植片１０の過剰な伸張を防ぐように作用する。さらに、ポスト３６は、拡張時に移植片１０を安定にするように機能する。何故なら、拡張中、ポスト３６の区域が上下プレート２０，５０と係合しているからである。換言すれば、ポスト３６は、一実施形態において、プレート２０，５０に対して捻じれ安定性および／または圧縮安定性をもたらすように機能することになる。

従って、使用中、移植片１０は、外側骨接触面２４，５４が隣接する椎体と係合するように、患者の椎間腔内に挿入され、次いで、このような移植片１０は、前述したように拡張されることになる。この拡張の方法および椎間腔内への移植片１０の挿入に関するさらなる詳細について、以下に述べることにする。

図４Ａおよび図４Ｂを参照すると、前述の移植片１０と係合可能な器具１２０が示されている。器具１２０は、移植片１０を治療部位（例えば、椎間腔内）に配置するために用いられるものである。器具１２０は、概して、（１）スリーブ１２８によって覆われているシャフト１２２と、（２）遠位端１２４および近位端１２６と、（３）係合ナット９０に係合するためのソケット１３０と、（４）ソケット１３０に接続された回転可能なハンドル１３２であって、（例えば、器具１２０が係合ナット９０に係合されたとき）、ハンドル１３２の回転によって、ソケット１３０の回転および移植片１０の拡張がもたらされるようになっているハンドル１３２と、を備えている。器具１２０の遠位端１２４は、フィンガー１３４，１３６も備えている。これらのフィンガー１３４，１３６は、鳩尾状突起４０，７０と係合可能であり、器具１２０の近位端１２６に隣接して位置するノブ１３８を介して作動されるようになっている。従って、器具１２０は、以下にさらに詳細に説明するように、移植片１０の挿入および／または拡張に有用な工具をユーザーにもたらすことになる。

図４Ａを参照すると、器具１２０のハンドル１３２は、概して器具１２０のシャフト１２２内において該シャフト１２２に沿って延在するロッド（図示せず）に接続されているとよい。ロッドは、器具１２０の遠位端１２４まで延在しており、ソケット１３０内で終端するようになっているとよい。ソケット１３０は、一実施形態では、係合ナット９０に係合するように構成されている。場合によっては、ソケット１３０は、トルクス構造を有する係合ナット９０に係合するために、トルクス式ソケットであってもよい。また、別のハンドル１４２が近位端１２６に隣接して設けられていてもよい。このようなハンドル１４２は、器具１２０から略外方に延在している。器具１２０は、グリップ１４４も備えている。ハンドル１４２およびグリップ１４４によって、ユーザーは、椎間腔内への移植片１０の挿入中、器具１２０を効果的に把持することができる。

図４Ａは、近位端１２６に隣接するノブ１３８をさらに示している。ノブ１３８は、シャフト１２２の長軸を中心として回転可能になっている。ノブ１３８の内部は、スリーブ１２８に接続されたアクチュエータ（図示せず）と協働するための雌ネジ山を備えている。ノブ１３８内の雌ネジ山は、ノブ１３８の一方向の回転時にアクチュエータおよびスリーブ１２８が遠位端１２４に向かって長手方向に移動するように、かつノブ１３８の反対方向の回転時にアクチュエータおよびスリーブ１２８が近位端１２６に向かって長手方向に移動するように、構成されているとよい。

工具１２０が位置する特定のモード（例えば、「移植」モード、「伸延」モード、または「取外し」モード）を器具１２０のユーザーに示すために、図４Ｂに拡大して示されているように、観察窓１４８が器具１２０に設けられている。指針１５０が観察窓１４８内に収容されており、一連のマーク１５３が窓１４８に隣接して位置している。さらに、一実施形態では、器具１２０が位置するモードをユーザーを示すために、語句または他の情報が、観察窓１４８およびマーク１５２に近接して設けられていてもよい。

図５Ａおよび図５Ｂを参照すると、器具１２０のシャフト１２２の遠位端１２４は、弾性フィンガー１３４，１３６を備えている。弾性フィンガー１３４，１３６は、シャフト１２２の両側に沿って延在しており、シャフト１２２の溝（図示せず）内に位置している。各フィンガー１３４，１３６は、移植片１０の突起４０，７０に係合するために、略傾斜面１５４を有する端を備えている。一実施形態では、フィンガー１３４，１３６は、突起４０，７０の鳩尾形状に適合するように形作られているとよい。

図５Ａおよび図５Ｂをさらに参照すると、使用中、器具１２０の遠位端１２４は、器具１２０のソケット１３０が係合ナット９０に取り付けられるように、移植片１０の鳩尾状突起４０，７０に隣接して配置されるとよい。詳細には、図５Ａおよび図５Ｂ間の進行過程に示されているように、スリーブ１２８が後退位置にある状態で、弾性フィンガー１３４，１３６が突起４０，７０の周りに挿入されるとよい。スリーブ１２８のこのような位置は、一実施形態では、図８Ａに示されている「取外し」モードに対応する。フィンガー１３４，１３６が突起４０，７０の周りに挿入されるとき、これらのフィンガー１３４，１３６は、突起４０，７０の形状を包み込むように、外方に直線移動する。フィンガー１３４，１３６が突起の周りに完全に挿入された後、傾斜面１５４は、突起４０，７０の形状内に着座するかまたは該形状を包み込むことになる。換言すれば、フィンガー１３４，１３６がシャフト１２２の溝内にとどまるように付勢されているので、フィンガー１３４，１３６が突起４０，７０の周りに挿入された後、フィンガー１３４，１３６は、それらの移動前の通常の状態に戻り、突起４０，７０の形状に適合することになる。これは、図５Ｂに詳細に示されている。

次いで、ソケット１３０が係合ナット９０に接続され、かつフィンガー１３４，１３６が突起の周りに位置した状態で、図６Ａおよび図６Ｂに示されているように、器具１２０のスリーブ１２８が移植片１０に接触するまで、スリーブ１２８がノブ１３８によって長手方向に直線移動されるとよい。スリーブ１２８のこの位置は、器具１２０の「移植」モードに対応し、これは、観察窓１４８内の指標１５０の移動によって表示されることになる。具体的には、スリーブ１２８の移動によって、指標１５０が窓１４８内において移動し、これによって、指標１５０が、図６Ａに示されているように、器具１２０の「移植」モードに対応するマーク１５２と真っ直ぐに並ぶことになる。さらに、スリーブ１２８が前述したように長手方向に移動すると、フィンガー１３４，１３６が突起４０，７０に対して圧縮され、これによって、器具１２０を移植片１０に固定することになる。次いで、移植片１０が器具１２０によって椎間腔内に挿入され、外側骨接触面２４，２５が上下椎体に係合することになる。移植片１０の移植のアプローチは、一部の例では、後方アプローチまたは後側方アプローチであるとよいが、他のアプローチも考慮されている。いくつかの実施形態では、椎体は、移植片１０の移植の前に、従来の脊椎手術に従って、（例えば、切除器具によって）前処理されてもよい。また、移植片１０の移植中、プレート２０，５０のテーパ端３１，６１が、挿入器具１２０による移植片１０の椎間腔内への挿入をより容易にすることも見込まれている。加えて、一実施形態において、もし隣接する椎体の前湾が存在するなら、プレート２０，５０間の前湾角が、この前湾を調整するようになっていてもよい。

いったん挿入された移植片を伸張させるために、器具１２０は、「伸張」モードに配置されるとよい。図７Ａおよび図７Ｂを参照すると、これは、ノブ１３８を一方向に回転させ、アクチュエータおよびスリーブ１２８を器具１２０の近位端１２６に向かって移動させることを含んでいる。スリーブ１２８が近位端１２６に向かって移動すると、指標１５０も観察窓１４８内において移動し、「伸張」モードに対応する特定マークと真っ直ぐに並ぶことになる。従って、ユーザーは、ノブ１３８の回転によっていつ器具１２０が「伸張」モードに配置されたかを知ることができる。スリーブが近位端１２６に向かって十分な距離だけ後退すると、フィンガー１３４，１３６と突起４０，７０との間からいくらかの圧力が除かれ、これによって、フィンガー１３４，１３６によって妨げられるとなく、プレート２０，５０を互いに離れる方に移動させることができる。換言すれば、移植片１０の伸張を可能にするために、フィンガー１３４，１３６が突起４０，７０および移植片１０を依然として保持する状態を保ちながら、それらの間の圧力がいくらか弱められるように、スリーブ１２８が近位端１２６に向かって後退されることになる。このような伸張を達成するために、ユーザーは、簡単にハンドル１３２（図４Ａ）を回転させ、ソケット１３０を係合ナット９０内において回転させればよい。前述のように、係合ナット９０のこの回転によって、拡張部材１００，１０２がプレート２０，５０の隆起面２２，５２と相互作用し、プレート２０，５０を互いに離れる方に押すことになる。このようなプレート２０，５０の伸張によって、隣接する椎体の伸張がもたらされることになる。従って、移植片１０は、種々の手術中にまたは様々な患者に対して、必要に応じて、異なる程度の椎間間隔に適応することができる。前述したような拡張状態にある移植片１０は、図７Ｂに示されている。

図８Ａおよび図８Ｂを参照すると、移植片１０が椎間腔内に挿入された状態で、器具１２０は、ここでも観察窓１４８内における指標１５０の移動によって示される「取外し」モードに配置されるとよい。具体的には、ノブ１３８が一方向に回転され、スリーブ１２８を器具１２０の近位端１２６に向かって移動させ、それに応じて、指標１５０を移動させることになる。さらに、近位端１２６に向かうスリーブ１２８の移動中、フィンガー１３４，１３６は、完全に離脱され、これによって、器具１２０が突起４０，７０の周りから取り外されるとき、弾性的に外方に変形することが可能になる。次いで、器具１２０は、手術部位から取り外され、移植片１０は、残留し、隣接する椎体の融合をもたらすことになる、改良された融合を達成するために、骨片、合成グラフト材料、または他の生体適合性材料が、移植片１０の移植前または移植中に椎間腔内に挿入されることも考慮されている。このような材料は、内部成長のために設けられたプレート２０，５０の開口（例えば、開口３０）に付着されてもよい。

代替的な実施形態の移植片２１０が、図９に示されている。移植片１０，２１０のそれぞれの構造は、互いに類似しているので、同様の番号が同様の要素を指すものとし、主に移植片１０，２１０の構造的な違いのみに限って説明する。従って、以下に述べる顕著な特徴を除けば、移植片１０，２１０は、同一の構造を有しており、同じ目的を果たすために同じように（例えば、前述したように）機能することが意図されている。

図９を参照すると、移植片２１０は、上下プレート２２０、２５０を備えている。このようなプレートは、とりわけ、（１）外側骨接触面２２４，２５４および反対側の内面２２６，２５６と、（２）一実施形態では鳩尾状である突起２４０，２７０と、（３）ポスト２３６およびナット２３８を受け入れるための開口２３４，２６４と、（４）凹部中心部２４２および隆起中心部２７２と、（５）拡張部材３００，３０２に係合するための傾斜面２２２，２５２と、を備えている。移植片１０と同様の他の特徴部が、移植片２１０内に存在していてもよく、ここでは詳細に説明しないが、このような特徴部は、図において同様の参照番号によって示されている。

以下、移植片２１０のいくつかの際立った特徴について説明する。このような特徴は、拡張可能な移植片２１０の作動を改良するものである。図９を参照すると、移植片２１０は、上下プレート２２０，２５０間に配置された軸２８０を備えている。軸２８０は、移植片１０の砂時計状部材８０といくらか形状が異なる中心部材２８２を備えている。この場合も、軸２８０の中心部材２８２は、図１２Ａに詳細に示されているように、下プレート２５０に形成された切欠き４０２に係合するための互いに向き合ったディスク４００と、切欠き２７８内に着座するために縮小径を有する中心部分を備えている。中心部材２８２が前述のように下プレート２５０に配置されると、軸２８０は、移植片１０の軸８０と同じように、（例えば、互いに向き合ったディスク４００および切欠き４０２の相互作用によって）、プレート２５０に対して長手方向に安定にされることになる。

移植片２１０は、拡張部材３００，３０２も備えている。拡張部材３００，３０２は、図１１Ａおよび図１１Ｂに示されているように、拡張部材１００，１０２を参照して説明したように傾斜した上下面３０８，３１０を有している。しかし、拡張部材３００，３０２は、そこから外方に延在する垂直突起３１２，３１４も備えている。また、拡張部材３００，３０２は、該部材３００，３０２の両側から延在するある組（一組または複数組）のピン３１６も備えている。拡張部材３００，３０２の垂直突起３１２，３１４は、上下プレート２２０，２５０に形成された細長開口２３０内に受け入れられるようになっている。このような開口２３０は、移植片２１０の拡張中、垂直突起３１２，３１４の直線移動を可能にするように構成されている。拡張部材３００，３０２のピン３１６は、図９、図１２Ａおよび図１２Ｂに詳細に示されているように、移植片２１０の拡張中、拡張部材３００，３０２を案内するために、傾斜面２２２，２５２に隣接して位置する側壁２４４，２７４内に形成された長孔３１８に沿って移動するようになっている。

使用中、移植片２１０は、移植片１０と全く同じように、移植され、および／または拡張されるようになっている。具体的には、移植片２１０と共に適切に操作し、かつ移植片２１０に係合するために、また移植の後にこのような移植片２１０２を伸張するために、挿入器具１２０は、いくらか修正されることが意図されている。例えば、移植片２１０の係合ナット２９０は、図では、六角ナット２９０（図９、図１１Ａおよび図１１Ｂ）として示されているが、トルクス構造を備えていてもよいことも考慮されている。従って、器具１２０のソケット１３０は、移植片１０に関連して説明したように、このトルクス構造に対応し、係合ナット２９０に係合するように修正されるとよい。厳密にいえば、このように修正されたソケット１３０は、係合ナット２９０の周りに挿入され、次いで、移植片２１０を拡張するために、ハンドル１３２によって回転されることになる。また、器具１２０は、前述したように、係合時、伸張時、および／または移植片２１０からの分離時に、種々のモード（例えば、「移植」モード、「伸張」モード、および／または「取外し」モード）に配置されることも意図されている。しかし、重要なことは、器具１２０を用いる移植片２１０の拡張中に、移植片２１０のいくつかの構造は、より安定にするように改良された伸張手順をもたらすように、異なって作動することである。

一実施形態では、図９、図１２Ａおよび図１２Ｂを参照すると、ソケット１３０と係合ナット２９０との間の相互作用による移植片２１０の拡張中、拡張部材３００，３０２は、傾斜面２２２，２５２に係合するが、ネジ付き区域２８４，２８６の互いに逆向きのネジ山による拡張部材３００，３０２の分離中、拡張部材３００，３０２から延在するピン３１６が、上下プレート２２０，２５０のそれぞれの側壁２４４，２７４に形成された長孔３１８に沿って移動することになる。ピン３１６と長孔３１８との係合は、拡張部材３００，３０２の移動を安定にするように作用し、また移植片２１０の拡張を制限するようにも働く。実際、長孔３１８は、側壁２４４，２７４の一区域において終端し、ピン３１６は、移植片３１６が完全に拡張したとき、この区域に当接し、拡張部材３００，３０２の（例えば、互いに離れる方向における）さらなる移動を妨げることになる。一実施形態では、ピン３１６は、拡張部材３００，３０２のそれぞれの両側の対角線上の位置に配置されている。しかし、追加的なピン３１６が、（例えば、拡張部材３００，３０２の４つのコーナの全て）に用いられることも考慮されている。また、ピン５１６と長孔５１８との係合は、伸長中に、プレート２２０，２５０を互いに整合させるように機能する。

細長開口２３０の形態にある追加的な安定化特徴部および／または拡張制限特徴部が移植片２１０内に設けられている。具体的には、図１０Ａ〜図１１Ｂを参照すると、器具１２０を用いる移植片２１０の拡張中に、拡張部材３００，３０２の垂直突起３１２，３１４が、上下プレート２２０，２５０の細長開口２３０と相互作用し、このような部材３００，３０２およびプレート２２０，２５０を安定にする。図１０Ａおよび図１０Ｂと図１１Ａおよび図１１Ｂの進行過程に示されているように、垂直突起３１２，３１４は、プレート２２０，２５０の細長開口２３０内に配置されており、移植片２１０の拡張時に、垂直突起３１２，３１４は、開口２３０内において直線運動し、これによって、伸長中に、プレート２２０，２５０および拡張部材３００，３０２が安定化されることになる。開口２３０の端に達したとき、拡張部材３００，３０２は、さらなる外方移動が制限されることになる。また、開口２３０は、移植片１０の開口３０と同様、移植片２１０の移植時に隣接する椎体の融合を容易にするために、骨グラフトまたは他の骨誘導性材料を受け入れるようになっているとよい。ここでは詳細に説明しないが、移植片２１０の移植および／または拡張に関するステップの残り、および器具１２０との相互作用は、移植片１０に関して前述したものと実質的に同じである。

拡張可能な移植片の他の実施形態である移植片４１０が、図１３Ａ〜図１５に示されている。ここでは、同様の番号は、同様の要素を指すものとし、移植片１０，２１０，４１０の構造的な違いについて説明する。従って、前述したように、以下に説明する際立った特徴を除けば、移植片１０，２１０，４１０は、同じ構造を有しており、同じ目的を果たすために同じように機能することが意図されている。ここでは、図１５が上プレート４２０しか示していないが、下プレート４５０は、上プレート４２０に対して鏡面対称になってので、図１５は、両プレート４２０，４５０を正確に表していることになる（例えば、同様の参照番号は、同様の要素を指している）ことに留意されたい。

図１３Ａおよび図１５を参照すると、移植片４１０は、上下プレート４２０，４５０を備えている。上下プレート４２０，４５０は、移植片１０，２１０と全く同様に、拡張部材５００，５０２に係合するための傾斜内面４２２，４５２を有している。さらに、移植片４１０の拡張部材５００，５０２は、プレート４２０，４５０の細長開口４３０に係合するための垂直突起５１２，５１４も備えており、これによって、移植片４１０の拡張時に、垂直突起５１２，５１４は、開口４３０内において直線運動することになる。移植片１０，２１０と同様の他の特徴部、例えば、（１）歯または鋸歯４２８，４５８を有する外側骨接触面４２４，４５４と、（２）プレート４２０，４５０のテーパ端４３１，４６１と、（３）鳩尾状突起４４０，４７０と、（４）プレート４２０，４５０の側壁４４４，４７４の長孔５１８と、５）長孔５１８に係合するためのピン５１６を備える拡張部材５００，５０２と、が移植片４１０に設けられている。さらに、移植片４１０の伸張機構のような他の特徴部は、移植片１０，２１０とは異なるように作動するようになっている。

図１３Ｂを参照すると、移植片４１０の伸張機構は、ロッドまたは軸４８０と、捕捉機構５３０と、閉込めリング５３２とを備えている。軸４８０は、軸８０，２８０と同様、一実施形態ではネジが切られており、左ネジ山および右ネジ山を有する分離した区域４８４，４８６を備えている。係合ナット４９０の構造体が、軸４８０の一端に配置されており、軸の中心は、半径方向に延在するフランジ５３４および圧入領域５３６を備えている。

捕捉機構５３０は、軸４８０の一部を受け入れるための一組の開口５３８，５４０および閉込めリング５３２を受け入れるための長孔５４２を備えている。長孔５４２は、該長孔内にいったん配置された閉込めリング５３２および軸４８０の自由な運動を可能にするように寸法決めされている。一実施形態では、捕捉機構５３０の開口５３８は、フランジ５３４が開口５３８内に受け入れられることを可能にするために、開口５４０よりも大きい直径を有している。さらに、各開口５３８，５４０は、閉込めリング５３２の外径よりも小さい直径を有している。特定の実施形態では、閉込めリング５３２は、圧入領域５３６が閉込めリング５３２内に挿入されたとき、それらの間に寸法的干渉が生じるような内径を備えているとよい。

移植片１０，２１０，４１０のそれぞれの伸張機構間の違いを別として、移植片４１０は、図１４に示されているように、捕捉機構５３０の一部を受け入れるための開口５５０を有するプレート４２０，４５０を備えている。プレート４２０，４５０の内面４２６，４５６は、図１５に示されているように、長手方向において捕捉機構５３０（従って、軸４８０）を安定にするための構造（例えば、ハウジング５６０）を備えている。一実施形態では、プレート４２０，４５０は、ピン５１６が挿入される開口５２０も備えている。同様に、拡張部材５００，５０２は、ピン５１６を受け入れるための開口５２２を備えている。

使用中、移植片４１０の伸張機構は、軸４８０が、図１４で示されているように、捕捉機構５３０内の閉込めリング５３２を貫通するように、プレート４２０，４５０間に配置されることになる。具体的には、閉込めリング５３２は、捕捉機構５３０の長孔５４２内に配置され、軸４８０は、開口５３８，５４０を貫通することになる。厳密にいえば、圧入領域５３６が閉込めリング５３２内に位置し、かつフランジ５３４が開口５３８内に収容されて閉込めリング５３２に当接するまで、軸４８０は、閉込めリング５３２を通して挿入されることになる。この配向において、圧入領域５３６は、閉込めリング５３２と相互作用し、このような構造間に寸法的干渉をもたらし、これによって、軸４８０は、捕捉機構５３０内にしっかりと保持されることになる。厳密にいえば、フランジ５３４と閉込めリング５３２との間の相互作用によって、軸４８０の一方向の運動が妨げられ、圧入領域５３６、閉込めリング５３２、および長孔５４２の協働によって、軸８０の反対方向の運動が妨げられることになる。前述したように軸が捕捉機構５３０内に配置されたあと、捕捉機構５３０がプレート４２０，４５０の開口５５０内に挿入されることになる。

捕捉機構５３０、軸４８０、および拡張部材５００，５０２は、前述したように、プレート４２０，４５０の内面４２６，４５６を互いに向け合って、プレート４２０，４５０間に配置されるとよく、ピン５１６がプレート４２０，４５０の開口５２０を通って、拡張部材５００，５０２の開口５２２内に挿入されるとよい、実際には、ピン５１６は、拡張部材５００，５０２の開口５２２内に圧入され、これによって、ピン５１６は、拡張部材５００，５０２内にしっかりと保持されることになる。また、ピン５１６は、長孔５１８内において移動し、拡張部５００，５０２の移動を制限するように設計されていると共に、このようなピン５１６は、プレート４２０，４５０を互いにしっかりと接続させるように機能する。換言すれば、各拡張部材５００，５０２の少なくとも１つのピン５１６が上プレート４２０の長孔５１８に係合し、少なくとも１つのピン５１６が下プレート４５０の長孔５１８に係合すると、このようなプレート４２０，４５０は、ピン５１６と長孔５１８との相互作用によって、一緒にしっかりと保持されることになる。長孔５１８の端末部分は、移植片２１０に関して前述したように、移植片４１０の過剰な拡張を妨げるように機能する。

移植片４１０は、（例えば、移植および／または伸張を目的として）移植片１０，２１０と同じように、器具１２０と相互作用する。例えば、係合ナット４９０に対するハンドル１３２の一方向の回転によって、拡張部材５００，５０２が外方に移動し、ピン５１６が長孔５１８に係合する。拡張部材５００，５０２のこのような移動によって、移植片１０，２１０と同じように、プレート４２０，４５０の外方移動または伸張がもたらされることになる。ハンドル１３２をさらに回転させると、拡張部材５００，５０２のピン５１６が長孔５１８の端末部分と係合し、拡張部材５００，５０２のさらなる外方運動が阻止されることになる。

さらに、拡張部材５００，５０２の前述の運動中、垂直突起５１２，５１４は、プレート４２０，４５０の開口４３０内において直線移動し、プレート４２０，４５０の開口５５０は、捕捉機構５３０と相互作用している。換言すれば、（例えば、器具１２０を用いることによって）、拡張部材５００，５０２が傾斜面４２２，５２２と係合し、移植片４１０を伸張させると、プレート４２０，４５０の開口５５０が、捕捉機構５３０の部分に沿って摺動し、垂直突起５１２，５１４が開口４３０内において直線運動し、ピン５１６が長孔５１８内において移動することになる。従って、拡張部材５００，５０２のこのような移動は、伸張中、移植片４１０を安定にするように作用する。例えば、垂直突起５１２，５１４と開口４３０との相互作用、および開口５５０と捕捉機構５３０との相互作用によって、伸張中に捻じれ安定性および／または圧縮安定性を移植片４１０にもたらし、ピン５１６は、伸張制限特徴部として作用する。従って、移植片１０，２１０と同じように、移植片４１０は、椎間板の置換中に、安定性を維持するための改良された特徴および／または伸張を制御するための改良された特徴を拡張可能な移植片にもたらすことになる。

図面に示されている装置では、特定の構造が、本発明による拡張可能な移植片の移植、伸張、および／または取外しに用いられるように適合されたものとして、図示されている。しかし、本発明は、このような目的を果たすためのどのような代替的構造、例えば、種々の長さ、形状、および／または構成を有する構造の使用も考慮している。例えば、前にも示唆されているように、いくつかの構造は、ソケット１３０および係合ナット９０，２９０，４９０（例えば、トルクスまたは六角形）に対して用いられているが、様々の異なるソケット／ナットの組合せ、例えば、正方形、三角形、などが用いられることも考慮されている。

加えて、傾斜面２２，５２，２２２，２５２，４２２，４５２は、主に平坦なものとして図面に示されているが、移植片１０，２１０，４１０の拡張を容易にするために、傾斜面２２，５２，２２２，２５２，４２２，４５２は、一実施形態では湾曲したものであってもよいことも考慮されている。拡張部材１００，１０２，３００，３０２，５００，５０２の上下面１０８，１１０，３０８，３１０，５０８，５１０は、同様に、移植片１０，２１０，４１０に関して前述したように、傾斜面２２，５２，２２２，２５２，４２２，４５２の湾曲に適合するように形作られていてもよい。

本発明を特定の実施形態を参照してここに説明してきたが、これらの実施形態は、本発明の原理および用途の単なる例示にすぎないことを理解されたい。従って、例示的実施形態に対して多くの修正がなされてもよいこと、および添付の請求項に記載されている本発明の精神および範囲から逸脱することなく、他の構成が考案されてもよいことを理解されたい。

種々の従属請求項および該請求項に記載されている特徴は、元の請求項に記載されているのと異なる方法によって組み合わされてもよいことを理解されたい。また、個々の実施形態と関連して記載されている特徴は、記載されている実施形態の他の特徴と共有されてもよいことも理解されたい。

Claims (11)

1. 拡張可能な椎間移植片において、
   各々が内面と外面とを有する上下プレートであって、細長開口が前記内面および前記外面を貫通しており、前記上下プレートの前記内面は、互いに向き合っており、各々、傾斜面を有している上下プレートと、
   前記上下プレートの前記内面間に位置するアクチュエータと、
   前記アクチュエータに連結され、前記上下プレートの前記内面間に位置する第１および第２の拡張部材であって、各々、そこから外方に延在する少なくとも１つの垂直突起を有している第１および第２の拡張部材と、
   を備えており、
   前記アクチュエータの第１の方向の回転によって、前記第１および第２の拡張部材を前記アクチュエータの長軸に沿って互いに向かう方に移動させ、前記アクチュエータの第２の反対の方向の回転によって、前記第１および第２の拡張部材を前記アクチュエータの前記長軸に沿って互いに離れる方に移動させ、前記第１および第２の拡張部材が互いに向かう方または互いに離れる方に移動し、その結果、前記上下プレートの前記外面と直交する垂直軸に沿って互いに向かう方または互いに離れる方への前記上下プレートの移動をもたらすようになっており、前記上下プレートが前記垂直軸に沿って移動している間に、前記第１および第２の拡張部材の前記少なくとも１つの垂直突起は、前記上プレートまたは前記下プレートの前記細長開口の１つ内に少なくとも部分的に受け入れられ、かつ案内されるようになっていることを特徴とする、拡張可能な椎間移植片。
2. 前記第１および第２の拡張部材は、各々、少なくとも１つの横方向突起を備えており、前記横方向突起は、前記上下プレートの各々の前記傾斜面に隣接して位置する対応する横方向長孔内に受け入れられるようになっていることを特徴とする、請求項１に記載の拡張可能な椎間移植片。
3. 前記上下プレートは、各々、その前記内外面を貫通する開口を有していることを特徴とする、請求項１に記載の拡張可能な椎間移植片。
4. 第１および第２のポスト部材をさらに備えており、前記ポスト部材は、前記上下プレートの前記開口内に少なくとも部分的に受け入れられるようになっていることを特徴とする、請求項３に記載の拡張可能な椎間移植片。
5. 第１および第２のナットをさらに備えており、前記第１のナットは、前記第１のポストを前記上プレートの１つの開口内に固定するために、前記第１のポストの遠位端に連結されており、前記第２のナットは、前記第２のポストを前記上プレートの他の開口内に固定するために、前記第２のポストの遠位端に連結されていることを特徴とする、請求項４に記載の拡張可能な椎間移植片。
6. 前記上下プレートの少なくとも１つの前記内面は、前記アクチュエータの中間部分を収容するための第１の凹部を有していることを特徴とする、請求項１に記載の拡張可能な椎間移植片。
7. 前記上下プレートの前記少なくとも１つの前記内面は、第２の凹部を有しており、前記第２の凹部は、前記アクチュエータの互いに向き合った第１および第２のディスクを収容するために、前記第１の凹部よりも大きい直径を有していることを特徴とする、請求項６に記載の拡張可能な椎間移植片。
8. 前記アクチュエータは、第１および第２のネジ付き部分を備えており、前記第１および第２のネジ付き部分は、前記第１および第２の拡張部材のネジ山に係合するように構成された互いに逆向きのネジ山を有しており、これによって、前記アクチュエータが回転すると、前記第１および第２の拡張部材は、前記アクチュエータの長軸に沿って互いに反対の方向に移動するようになっていることを特徴とする、請求項１に記載の拡張可能な椎間移植片。
9. 前記上下プレートは、各々、前記上プレートまたは下プレートの端から外方に延在する突起を備えており、前記突起は、前記プレートの前記内外面間に位置していることを特徴とする、請求項１に記載の拡張可能な椎間移植片。
10. 前記アクチュエータは、その端に係合ナットを備えており、前記係合ナットは、前記上下プレートの前記突起間に位置していることを特徴とする、請求項９に記載の拡張可能な椎間移植片。
11. 前記突起および前記係合ナットは、挿入器具の遠位端に係合するように適合されていることを特徴とする、請求項１０に記載の拡張可能な椎間移植片。

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